CN108667180A - 具有优化冷却功能的旋转电机 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及一种旋转电机，包括：‑定子，其包括设有髻状部的绕组；‑转子，所述转子被安装在轴上；‑所述轴包括中心孔道和用于将冷却液投射到所述绕组的髻状部上的至少一个开口，其特征在于，所述开口包括第一区段和第二区段：‑所述第一区段具有第一直径，并且具有开放到所述中心孔道中的第一端和开放到所述第二区段中的第二端；‑所述第二区段具有开放到第一区段中的第一端，和朝向电机的内部容积开放且具有第二直径的第二端；‑第二直径大于第一直径。

Description

具有优化冷却功能的旋转电机
技术领域
本发明涉及具有优化冷却功能的旋转电机。本发明对于必须用冷却液冷却的高功率可逆电机具有特别有利但不排他的应用。
背景技术
以已知方式，旋转电机包括定子和与轴一体的转子。转子可能与驱动轴和/或从动轴成一体，并且可以属于发电机形式、电动马达形式或可以以两种模式操作的可逆电机形式的旋转电机。
定子装配在壳体中，所述壳体构造成例如借助于轴承使轴旋转。转子包括以金属板材的堆叠形成的主体，这些金属板材借助于适当的固定系统以组件的形式保持。转子包括磁极，所述磁极例如由容纳在设置于转子的磁质量中的空腔中的永磁体形成。作为替代，在所谓的“突出”磁极架构中，磁极以围绕转子臂卷绕的线圈形成。
另外，定子包括由形成环的薄金属板的堆叠构成的主体，其内面设有朝向内部开放的凹口以接收相绕组。这些绕组穿过定子主体中的凹口，形成在定子主体的两侧突出的髻状部。相绕组例如由覆盖有瓷漆的连续电线获得。这些绕组是以星形或三角形形式连接的多相绕组，其输出端连接到电压整流桥和/或连接到逆变器。
在一些类型的机动车辆牵引链中，高功率可逆旋转电机联接到车辆的齿轮箱。由此，电机可以按发电机模式操作，特别是为了对车辆的电池以及车载网络供应能量，并且在马达模式下，不仅确保热引擎的起动，而且单独地或与热引擎一起参与到车辆的牵引。考虑到其包含在10kW和50kW之间的大功率，电机趋于在操作期间升温，特别是在其中具有高电流流动的定子绕组处。
为了冷却该绕组，已知使用配备有与髻状部相对布置的开口的轴，使得冷却液、特别是齿轮箱的油经由开口朝向绕组的髻状部喷射。
发明内容
本发明的目的在于通过提供一种旋转电机而优化该类型的电机的冷却，所述旋转电机包括：
-定子，所述定子包括设有髻状部的绕组；
-转子，所述转子被安装在轴上；
-所述轴包括中心孔道和用于将冷却液投射到所述绕组的髻状部上的至少一个开口，
其特征在于，所述开口包括第一区段和第二区段：
-所述第一区段具有第一直径，并且具有开放到所述中心孔道中的第一端和开放到所述第二区段中的第二端；
-所述第二区段具有开放到所述第一区段中的第一端，和朝向所述电机的内部容积开放且具有第二直径的第二端；
-所述第二直径大于所述第一直径。
由此，借助于在喷射开口的输入处形成颈部，本发明使得可以校准被投射在定子绕组的髻状部上的冷却液的流量。
根据一个实施例，这些区段的直径根据冷却液的输入压力以及对于旋转电机的高速状态下使用所需的冷却液的流量来限定。
根据一个实施例，第二直径除以第一直径的比率大于1.1。
根据一个实施例，所述轴的轴线与开放到第二区段中的、第一区段的第二端之间的距离小于值11除以所述旋转电机的最高旋转速度。
根据一个实施例，界定第二区段的壁具有截头圆锥形式。
根据一个实施例，界定第二区段的壁具有蜿蜒的形式。
根据一个实施例，所述旋转电机包括根据围绕所述轴中的中心孔道的相同圆周定位的两个开口。
根据一个实施例，所述旋转电机包括根据所述轴的轴线方向彼此分隔开的至少两个开口。
根据一个实施例，中心孔道具有台阶状内直径，并且所述开口开放到中心孔道中的具有不同直径的两个部分。
根据一个实施例，第一区段的长度近似是1mm。
附图说明
通过阅读以下描述并参阅所附附图可以更好地理解本发明。这些图仅仅是通过说明的方式提供，绝不限制本发明。
图1是根据本发明的旋转电机的纵向横截面视图；
图2是根据本发明的旋转电机的轴的纵向横截面视图；
图3是示出设置在电机的轴中的用于投射冷却液的开口的第一实施例的视图；
图4a是设置在电机的轴中的用于投射冷却液的开口的第二实施例的视图；
图4b是设置在电机的轴中的用于投射冷却液的开口的第三实施例的视图；
图5是示出属于根据本发明的旋转电机的具有台阶状内直径的轴的变型实施例的局部纵向横截面。
相同、相似或类似的元件在各图中保留相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了旋转电机10，该旋转电机10包括多相定子11，多相定子11围绕装配在具有轴线X1的轴13上的转子12。定子11由限定电机的内部容积15的壳体14支撑，并且构造成经由球轴承使轴13旋转。电机10的定子11围绕转子12，其中在定子11的内周和转子12的外周之间存在气隙。
该电机10可以与属于机动车牵引链的齿轮箱16联接。以此目的，轴13在一端包括小齿轮17，该小齿轮被设计成与齿轮箱16的对应的小齿轮啮合。
电机10因此可以以发电机模式运行，以便特别地为车辆的电池和车载网络提供能量，并且，在马达模式下，电机10不仅确保车辆的热引擎的起动，还可以单独地或与热引擎一起参与车辆的牵引。
电机10的功率可以包含在例如10kW和50kW之间。
更具体而言，转子12包括呈一组金属板形式的主体19，以减少傅科电流(foucaultcurrents)。永磁体20被植入在主体19中的开口中。根据应用和电机10所需的功率，磁体20可以由稀土或铁氧体制成。作为替代，转子12的磁极可以由线圈形成。
此外，定子11包括呈一组金属板形式的主体23，该金属板设有用于安装绕组24的凹口。绕组24包括相绕组的组件，该相绕组穿过定子11的主体23中的凹口，并且形成位于小齿轮17一侧的前髻状部(法语：chignon)25a和位于相反侧的后髻状部25b。髻状部25a、25b在定子主体23的两侧上突出地延伸。
相绕组例如由覆盖有瓷漆的连续电线获得。作为变体，相绕组由呈销形式的导电元件制成，这些导电元件例如通过焊接彼此连接。这些绕组例如是以星形或三角形形式连接的三相绕组。相绕组的输出被连接到包括电子组件(例如MOSFET类型的二极管或晶体管)的整流桥和/或逆变器，特别是当涉及可逆电机时。
电机10借助于冷却回路28进行冷却，冷却回路28特别设计成允许冷却液(在这种情况下为油)在壳体14和定子11的主体23之间在轴线X1的方向上流动。为此，冷却回路28包括泵29，该泵使得可以将油输送到设置在壳体14中的分配室30中，并且这使得可以使油在凹槽31内循环，凹槽31沿着定子11在轴向上延伸并且规则地成角度地分布在定子11的周围。
冷却回路28以闭环运行，使得泵29从储存器39收集油，并且在电机10中循环之后被回收到该储存器39中。该储存器39可以对应于齿轮箱的壳体。
另外，为提高其性能，冷却回路28被构造为使得油被投射(法语：projet)到定子11的绕组髻状部25a、25b上。
为此，如图2中示出的，轴13包括中心孔道32和四个开口33，以用于将油投射到绕组24的髻状部25a、25b上。在本示例中，轴13包括在轴13的轴线方向上彼此分隔开的具有两个开口33的两组组件。
每组组件包括根据围绕中心孔道32的同一圆周定位的两个开口33，即，同一组中的两个开口33设置在同一径向平面上。优选地，给定组中的两个开口33是直径上对置的，并且开放到相应的髻状部25a、25b的面中。将理解，开口33的数目和它们的角取向可以根据应用需要而变化。
每个开口33包括具有第一直径D1的第一区段331和具有第二直径D2的第二区段332。第一区段331具有开放到中心孔道32中的第一端和开放到第二区段332中的第二端。第二区段332具有开放到第一区段331中的第一端和朝向电机10的内部容积15开放的第二端。
如图3中可以清楚看到的，第二区段332的第二直径D2大于第一区段331的第一直径D1。第一区段331由此构成收缩区段，其使得可以校准被投射到定子绕组24的髻状部25a、25b上的冷却液的流量。
区段331、332的直径D1、D2根据油入口压力和在高速状态下使用旋转电机10所需的油的流量来限定。
第二直径D2除以第一直径D1的比率优选地大于1.1。根据一个实施例，直径D1可以例如近似是1.5mm，并且直径D2可以是近似2.5mm。因此，这提供了D2/D1＝1.6的比率。
另外，所述轴的轴线X1和第一区段331的开放到第二区段332的第二端之间的距离L1小于值11除以旋转电机10的最高旋转速度。
在图4a的实施例中，界定第二区段332的壁35具有截头圆锥形式，其直径从开放到第一区段331的第一端朝向开放到电机10的内部容积15的内部的第二端增大。在本示例中，需要考虑以建立先前比率(D2/D1)的第二直径D2是第二区段332的第二端的直径，即第二区段332的较大直径。
在图4b的实施例中，界定第二区段332的壁35具有蜿蜒的形式。该蜿蜒的形式遵循大体截头圆锥形式，其直径从开放到第一区段331的第一端朝向开放到电机10的内部容积15的内部的第二端增大。在本示例中，需要考虑以建立先前比率(D2/D1)的第二直径D2是第二区段332的第二端的直径，即第二区段332的较大直径。
在图5的实施例中，中心孔道32具有台阶状内直径。
由此，中心孔道32可以包括彼此连通的四个部分，这四个部分具有不同直径D3、D4、D5、D6，并且分别是例如9mm、8mm、4mm和3mm。
两个开口33可以开放到具有不同直径的两个部分中。在这一情况中，至少一个第一开口33可以例如开放到中心孔道32的具有直径D5的部分中，并且至少一个第二开口33可以例如开放到所述孔道的具有直径D6的部分中。
第一区段331的长度L2可以是近似1mm。
本发明也可以实施为利用水冷却的电机。
将理解，前文描述仅仅是通过举例方式提供，并不限制本发明的范围，以任何其它等同物替代不同的元件并不构成对本发明的范围的偏离。
另外，本发明的不同的特征、变型和/或实施例可以根据不同的组合彼此相关联，只要它们不是不相容或相互排斥。

Claims (10)

1.一种旋转电机(10)，包括：
-定子(11)，所述定子包括设有髻状部(25a,25b)的绕组(24)；
-转子(12)，所述转子被安装在轴(13)上；
-所述轴(13)包括中心孔道(32)和用于将冷却液投射到所述绕组的髻状部(25a,25b)上的至少一个开口(33)，
其特征在于，所述开口(33)包括第一区段(331)和第二区段(332)：
-所述第一区段(331)具有第一直径(D1)，并且具有开放到所述中心孔道(32)中的第一端和开放到所述第二区段(332)中的第二端；
-所述第二区段(332)具有开放到所述第一区段(331)中的第一端，和朝向所述电机(10)的内部容积(15)开放且具有第二直径(D2)的第二端；
-所述第二直径(D2)大于所述第一直径(D1)。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述区段(331,332)的直径(D1,D2)根据所述冷却液的输入压力以及对于在所述旋转电机(10)的高速状态下使用所需的冷却液的流量来限定。
3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述第二直径(D2)除以所述第一直径(D1)的比率大于1.1。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述轴(13)的轴线(X1)与所述第一区段(331)的开放到所述第二区段(332)中的第二端之间的距离(L1)小于值11除以所述旋转电机(10)的最高旋转速度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转电机，其特征在于，界定所述第二区段(332)的壁(35)具有截头圆锥形式。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转电机，其特征在于，界定所述第二区段(332)的壁(35)具有蜿蜒的形式。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转电机包括根据围绕所述轴(13)中的中心孔道(32)的相同圆周定位的两个开口(33)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述旋转电机包括根据所述轴(13)的轴线方向彼此分隔开的至少两个开口(33)。
9.根据权利要求8所述的旋转电机，其特征在于，所述中心孔道(32)具有台阶状内直径，并且，所述开口(33)开放到所述中心孔道(32)中的具有不同直径的两个部分中。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述第一区段(331)的长度(L2)近似为1mm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230223807A1 (en) * 2020-05-29 2023-07-13 Novares France Rotor for an electric motor provided with a cooling circuit

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021105338A1 (de) * 2021-03-05 2022-09-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrische Maschine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09154258A (ja) * 1995-11-29 1997-06-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 強制油冷式電動機又は発電機の冷却構造
JP2004129407A (ja) * 2002-10-03 2004-04-22 Nissan Motor Co Ltd 電動機の冷却構造
US7211025B2 (en) * 2003-09-11 2007-05-01 Honda Motor Co., Ltd. Vehicular drive system
CN102714438A (zh) * 2010-03-24 2012-10-03 爱信艾达株式会社 旋转电机用转子
JP2014103722A (ja) * 2012-11-16 2014-06-05 Aisin Seiki Co Ltd 回転電機
WO2016189230A1 (fr) * 2015-05-20 2016-12-01 Valeo Equipements Electriques Moteur Machine electrique tournante a circuit de refroidissement optimise

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51100803U (zh) * 1975-02-08 1976-08-13
US7834492B2 (en) * 2006-07-31 2010-11-16 Caterpillar Inc Electric machine having a liquid-cooled rotor
DE102014205884A1 (de) * 2014-03-28 2015-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine
DE102015015797A1 (de) * 2015-12-02 2016-08-11 Daimler Ag Elektrische Maschine, insbesondere für einen Kraftwagen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09154258A (ja) * 1995-11-29 1997-06-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 強制油冷式電動機又は発電機の冷却構造
JP2004129407A (ja) * 2002-10-03 2004-04-22 Nissan Motor Co Ltd 電動機の冷却構造
US7211025B2 (en) * 2003-09-11 2007-05-01 Honda Motor Co., Ltd. Vehicular drive system
CN102714438A (zh) * 2010-03-24 2012-10-03 爱信艾达株式会社 旋转电机用转子
JP2014103722A (ja) * 2012-11-16 2014-06-05 Aisin Seiki Co Ltd 回転電機
WO2016189230A1 (fr) * 2015-05-20 2016-12-01 Valeo Equipements Electriques Moteur Machine electrique tournante a circuit de refroidissement optimise

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230223807A1 (en) * 2020-05-29 2023-07-13 Novares France Rotor for an electric motor provided with a cooling circuit

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Publication number Publication date
EP3382856A1 (fr) 2018-10-03
FR3064839A1 (fr) 2018-10-05

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